高中化学第三册《电解原理》分析
电解的原理知识点
电解的原理知识点一、知识概述《电解的原理》①基本定义:电解就是让电流通过电解质溶液(或熔融态电解质)在阴阳两极引起氧化还原反应的过程。
简单说呢,就像是一群小搬运工,电流就是那个指挥官,电解质溶液里的离子呢就是货物,在电流的指挥下,离子们在阴阳两极这儿进行特定的反应,就像小搬运工把货物搬到特定的地方进行特殊的处理一样。
②重要程度:在化学学科那可是相当重要的,很多工业生产就是靠电解过程,像炼铝啥的,没它可不行。
很多化合物的制取,还有金属的精炼都离不开电解原理,它就像化学工业里的一把魔法钥匙,能开启很多生产过程的大门。
③前置知识:首先要对氧化还原反应有个清楚的了解,得知道啥是氧化剂,啥是还原剂,化合价咋变之类的。
还得知道电解质的概念,就是在水溶液或者熔融状态下能导电的化合物,要是这两个概念模模糊糊的,那电解原理学起来可费劲了。
④应用价值:在实际应用中可多了去了。
比如说电镀,想给一个东西镀上一层亮晶晶的金属,就利用电解原理,把要镀的金属放在阳极,被镀的物件放在阴极,溶液里有相应的金属离子,一通上电,金属就乖乖地镀到物件上了。
还有工业上大规模生产氯碱工业,靠电解食盐水得到氯气、氢气和氢氧化钠。
这都是很赚钱的工业生产,所以电解原理真的是实用得不得了。
二、知识体系①知识图谱:在化学学科里,电解原理属于电化学的重要组成部分。
电化学就像是一个大家族,电解原理这个小弟和原电池原理这个大哥有着千丝万缕的关系,是电化学两个基本的反应类型。
就好比在一个大家庭里,两兄弟虽然各自有着不同的性格特点(反应类型),但是又有着相同的家族背景(电化学体系)。
②关联知识:和氧化还原反应那是紧紧相连的,毕竟电解过程就是在阴阳极发生氧化还原反应。
还和电解质溶液的知识有关呢,电解质溶液里离子的浓度啊、种类啊,都会影响电解的过程。
就像盖房子,氧化还原反应是盖房子的设计图,电解质溶液就是盖房子的材料,这些条件不同,最后电解这个房子盖起来就不一样。
《电解原理》教学和反思
宏观、微观和符号理论框架下的教与学——《电解原理》教学和反思1.教学内容分析本节课对应内容是人教高中化学《化学反应原理》(选修4)第四章第3节《电解的原理及应用》一节中的第一课时内容。
该内容是高中化学中电化学的重要组成部分,是高中化学教学的一个重点和难点。
学生已经学习了原电池的相关知识在此基础上进一步学习电解知识符合学生的认知规律,同时学习好该部分内容,为进一步学习电解的应用提供良好的知识平台。
本节课安排四个活动,一是实验研究电解氯化铜溶液产生的实验现象;二是讨论和交流电解前溶液中存有的离子;三是分析通电后溶液中离子的移动方向,四是交流、讨论和总结电解时溶液中离子放电顺序。
其目的是协助学生理解电能转化化学能的条件、装置和方法。
2.学生学习情况分析高二学生求知欲望较强,逻辑思维正在日趋发展中,但理论知识学习上仍需借助感性材料的支持。
对于一些相似原理,概念的辨别水平还不够,容易产生混淆现象。
在本节课的学习中,通过实验引导学生自主探究、通过对现象的观察,问题的讨论,促使学生主动获取知识,同时消除学生对理论的抽象感和乏味感。
学生通过原电池的学习,研究了化学能转化为电能的条件和装置,学会了负极、正极的判断及其电极反应的书写,从能量相互转化的原理自然引出将要研究如何把电能转化成化学能——电解原理相关内容。
但学生学到电解池后和原电池比较容易搞混,所以应注意强调:原电池的电极为正极、负极。
电子流出的电极为负极,电子流入为正极;而电解池的电极称为阴极、阳极。
无论电解池、原电池都发生氧化还原反应,所在教学中要注意强调:负极和阳极发生氧化反应而正极和阴极发生还原反应,应提醒学生注意辨析。
3.设计和施教思想随着人们对化学学科性质的深入探讨,其中通过宏观、微观和符号这三个层面来表达化学学科的性质已经成为化学研究的一种范例和理论框架。
在化学教学中表达学科的特点是化学教育的一个重要组成部分。
将化学学科知识分别从宏观、微观、符号三个方面来理解,这样能够全面概括和反映化学学科自身的特点。
高中化学_第2节 电能转化为化学能——电解教学设计学情分析教材分析课后反思
第3节电能转化为化学能-电解第1课时电解原理一.教学目标1.宏观辨识与微观探析:从宏观和微观的角度理解电解池中电子的移动、阴阳离子的移动、阴阳两极上的反应及其变化、电流形成的过程和原理。
2.证据推理与模型认知:建立对电解过程的系统分析认识的思维模型,理解电解的规律,会判断电解的产物,会书写电解的电极反应式和总反应式。
二.基本思路三.教学过程《电解的原理》学情分析电解原理是选修四《化学反应原理》第1章第3节电能转化为化学能-电解的第一课时,在本节课学习之前,学生已经较系统的学习了原电池的相关原理,知道化学能可以转化为电能,对电子及离子的定向移动有一定的理解。
这些都为本节课的电解的学习提供了知识支持。
学生通过高一的学习已经知道熔融盐可以导电,为教学过程中熔融氯化钠的分析创造了条件;学生对氧化还原反应的相关知识较熟悉,有助于电解过程中引导学生从得失电子角度分析电解过程。
《电解的原理》效果分析在本节课教学设计中,教师遵循教材的设计理念,尊重学生的认知水平,以问题为引导,宏微观结合依次引导学生对电解熔融氯化钠以及电解饱和食盐水展开探究和学习。
教学过程中,以问题为引导,从电流、电子及离子的定向移动的微观视角分析电解熔融氯化钠,学生通过思考讨论、观看动画模拟,容易接受并建构电解基本原理。
通过微观分析较复杂的电解饱和食盐水,结合实验探究,宏观的验证电解饱和食盐水的产物,宏微观结合,层层推进,引导学生应用电解知识分析、解决问题,进一步建构了电解的基本原理和分析电解过程的一般思路和方法。
通过实验探究,学生动手电解饱和食盐水,现象明显、直观,更有助于学生的理解和记忆。
通过对实验的反思及氯碱工业的拓展,发展了学生的科学探究与创新意识。
《电解的原理》教材分析电解原理是选修四《化学反应原理》第1章第3节电能转化为化学能-电解的第一课时,教材设计时考虑到学生的认知水平,设计内容由浅到深,由简到繁,从简单的盐熔融体系,到单一溶液体系,再到多溶液体系,难度逐渐增大。
高中化学_电解原理教学设计学情分析教材分析课后反思
《电解原理》教学设计一、核心素养:1.通过学生分组实验,观察现象、思考原理,培养学生宏观辨识与微观探析素养;2.通过建构电解模型分析电解过程,培养学证据推理与模型认知素养;3.通过结合生活情境的情感升华,培养学生的科学精神和社会责任,促进学生化学学科核心素养的形成和发展。
二、教学目标:1.知识与技能:掌握电解、电解池概念,能正确判断电解池的阳极和阴极;2.过程与方法:通过不同电解体系,建立电解分析模型,更好理解电解原理;3.情感态度价值观:体会电解对人类社会的重要贡献,感受化学学科的重要性。
三、教学重、难点:重点:理解电解原理概念。
难点:认识电能如何转换成化学能。
四、创新点:1.本节课采用“宏观--微观--符号”三位一体的设计思路,将宏观模型、微观探析、反应式书写融合,使学生逐步深入认识电解过程中的物质及其变化,帮助学生树立正确的世界观,形成科学的方法论。
2.创新实验,采用自己设计微型实验装置电解饱和氯化钠溶液,既绿色环保、操作简单快速,又有明显现象,结合自己录制的微课演示,实现更好的学生实验效果。
3.课前专门准备了印有“淄博中学优秀小组”字样的两枚奖牌,奖牌的制作工艺与本节课的重难点原理相同,既与宋老师几枚精美的马拉松比赛奖牌实物相映衬作为导入,又作为奖品奖励给当堂课表现最好的两个小组,充分调动学生积极性和求知欲,课堂最后给小组长颁奖时,气氛非常热烈。
4.设计电解原理的情景剧,让学生把小组准备好的电解过程表演出来,将抽象的概念具体化,将看不到摸不着的化学原理形象化,突破电解原理这个本节课的重难点。
五、教学准备:1.多媒体课件、微课;2.学生分组实验仪器;3.学生提前预习课本、资料卡片,完成前置作业;4.学生提前准备电解原理情景剧。
六、实验清单实验探究电解饱和NaCl溶液分组实验。
1.实验仪器和药品:串联电池1组,带夹导线2段,铅笔芯2段,塑料滴管1支,盛有已配好溶液的小烧杯1个,盛有水的小烧杯1个,白纸1张,淀粉-KI试纸数条。
高中化学_电解原理教学设计学情分析教材分析课后反思
高二化学选修四第1章第2节第一课时电解原理教学设计一、教学目标(1)能说出电解和电解池的定义,能从概念上区分电解池和原电池。
(2)理解电解熔融氯化钠和电解饱和食盐水的原理,能够将离子放电顺序进行排序。
(3)能在理解电解池工作原理的基础上,自行设计出简单的原电池。
二、重难点分析重点:电解池的工作原理。
难点:离子放电顺序及设计电解池。
二、教学设计在知识方面,本节课之前,学生已经学习了氧化还原原理和原电池的工作原理,在此基础上学习电解池的工作原理,符合学生的认知规律。
在能力方面,高二的学生,已经具备了一定的逻辑思维能力和分析问题的能力,可以在理解了电解池工作原理的基础上,自己设计出简单的电解池。
本节是一节理论性较强的课,学生对于理论课普遍接受程度不高,所以如何运用多种教学手段激发学生的学习兴趣是应该积极思考的问题。
本节课,在导入环节,通过引导学生观看视频,使其了解了电解法在元素发现史中的重要应用,充分激发了学生的学习兴趣,有利于后续教学的开展。
由于高二的学生已经具备了一定的自主学习能力,所以在观看视频后,接着进入了自学环节,以电解熔融氯化钠为例,引导学生理解其工作原理,进而掌握电解池的相关概念,概念在黑板上以图示的形式进行呈现,有利于学生掌握与记忆。
在掌握了电解池相关概念的基础上,提升了思考难度,让学生在观察电解饱和食盐水的现象之后,应用相关原理去解释现象,在现象的解释过程中引入离子放电顺序的问题,最后将重点落到电极方程式的书写上。
整节课进行顺畅,每个知识点的引入均已学生已有知识为基础,在此之上构建出新的知识框架,整节课都以维果斯基的“最近发展区”理论为指导,让学生的思维能够螺旋式上升,最终取得了良好的效果。
本节选自鲁科版选修四《化学反应原理》第一章第二节第一课时。
本节内容是《化学反应原理》重要内容之一,也是高考的热点和难点。
在必修一和必修二的教材中,已经对氧化还原和原电池的工作原理有所介绍,本节在此基础上介绍电解池的工作原理,符合学生的认知规律;在下一节内容中,学生将会在此基础上深入学习原电池的工作原理,因此本节在整个教材中起到承上启下的重要作用。
高中化学_电解池原理教学设计学情分析教材分析课后反思
第三节电解池(第1课时电解原理)教学设计一、教学目标1.通过实验探究知道电解池装置的基本构造,能够从电极名称、电极反应、能量转化等方面理解电解池的原理,会正确书写电解池的电极反应式和总反应式;2.通过实验探究建构电解池模型,培养学生观察、分析、推理、归纳等能力,学会运用“宏观-微观-符号”三重表征来解决问题;3.通过实验探究和化学家戴维的介绍,培养学生对化学的学习热情和求知欲,感受科学家的精神品质,培养科学精神与社会责任意识。
二、教学重点、难点教学重点:电解原理思维模型的构建和初步应用及电极反应式的书写。
教学难点:电解原理的微观本质的认识,电解问题思维模型的理解和应用。
三、教学方法实验探究法、分析归纳法、理论联系实际。
四、教学创新点1.本节课采用“宏观-微观-符号”三位体的设计思路,将宏观现象、微观探析、反应式书写融为一体,使学生自主建构电解池模型,使学生逐步深入认识电解过程中的物质及其变化,帮助学生树立正确的世界观,形成科学的方法论。
2.创新实验,采用自己设计微型实验装置电解氯化铜溶液和饱和食盐水,既绿色环保、操作简单快速,又有明显现象,实现更好的学生实验效果。
特别是实验探究过程,先引导学生推理假设,然后进行探究,根据证据推理,构建电解池模型,这样的教学策略很好的培养了学生化学核心素养。
五、教学过程家戴维发现电解的科学一起探究电解的原理。
【展示学习目标】展示学习目标,明确学习内容。
立即引起学生的学习兴趣,增强他们学习的主动性。
问题展示合作探究探究活动一电解池模型的初建【前置作业】下图是水的电解实验,回答下列问题:1.在右图的方框内标出电源的正、负极,并书写该反应化学方程式。
2.书写水的电离方程式,并思考未通电前纯水中有哪些离子?如何运动?3.在接通电源时,纯水中的离子如何运动?为什么会发生这样的运动?4.根据氧化还原反应的知识,H2是怎么产生的?O2又是如何产生的?H2与O2的电极上分别发生了什么反应?5.用能量转化的观点思考,电解水这一过程中存在哪种能量转化?【每课一题】下图中哪一个是原电池装置?图A装置与图B装置有何区别?【归纳总结】引导学生根据电解水的实验归纳总结下列内容:1.电解装置的特点:2.电极名称:3.电极反应:4.电解过程中能量转化:书写电解水的电极反应式和化学方程式概括归理一:通电可以使水电离出的H+和OH-定向移动两极,发生还原反应和氧化反应,将电能转化为化学能。
高中化学_电解原理教学设计学情分析教材分析课后反思
《电解原理》教学设计一、核心素养:1.通过学生分组实验,观察现象、思考原理,培养学生宏观辨识与微观探析素养;2.通过建构电解模型分析电解过程,培养学证据推理与模型认知素养;3.通过结合生活情境的情感升华,培养学生的科学精神和社会责任,促进学生化学学科核心素养的形成和发展。
二、教学目标:1.知识与技能:掌握电解、电解池概念,能正确判断电解池的阳极和阴极;2.过程与方法:通过不同电解体系,建立电解分析模型,更好理解电解原理;3.情感态度价值观:体会电解对人类社会的重要贡献,感受化学学科的重要性。
三、教学重、难点:重点:理解电解原理概念。
难点:认识电能如何转换成化学能。
四、创新点:1.本节课采用“宏观--微观--符号”三位一体的设计思路,将宏观模型、微观探析、反应式书写融合,使学生逐步深入认识电解过程中的物质及其变化,帮助学生树立正确的世界观,形成科学的方法论。
2.创新实验,采用自己设计微型实验装置电解饱和氯化钠溶液,既绿色环保、操作简单快速,又有明显现象,结合自己录制的微课演示,实现更好的学生实验效果。
3.课前专门准备了印有“淄博中学优秀小组”字样的两枚奖牌,奖牌的制作工艺与本节课的重难点原理相同,既与宋老师几枚精美的马拉松比赛奖牌实物相映衬作为导入,又作为奖品奖励给当堂课表现最好的两个小组,充分调动学生积极性和求知欲,课堂最后给小组长颁奖时,气氛非常热烈。
4.设计电解原理的情景剧,让学生把小组准备好的电解过程表演出来,将抽象的概念具体化,将看不到摸不着的化学原理形象化,突破电解原理这个本节课的重难点。
五、教学准备:1.多媒体课件、微课;2.学生分组实验仪器;3.学生提前预习课本、资料卡片,完成前置作业;4.学生提前准备电解原理情景剧。
六、实验清单实验探究电解饱和NaCl溶液分组实验。
1.实验仪器和药品:串联电池1组,带夹导线2段,铅笔芯2段,塑料滴管1支,盛有已配好溶液的小烧杯1个,盛有水的小烧杯1个,白纸1张,淀粉-KI试纸数条。
【精品】高中化学(大纲版)第三册 第四单元 电解原理及其应用 第一节电解原理(备课资料)
●备课资料1.金属导电与电解质导电在本质上有什么不同?金属晶体由金属原子、金属离子、自由电子三种微粒构成。
金属离子带正电荷、自由电子带负电荷,通过静电作用力——金属键,使这些微粒结合在一起。
自由电子是指脱离金属原子在整块金属晶体中做无规则运动的电子。
在电场作用下,自由电子由负极移向正极形成电子流。
这就是金属导电的本质,导电时金属原子和金属离子都是不移动的。
金属导电属物理变化。
电解质在溶于水时,能电离出带电荷的自由阴、阳离子,属于离子型化合物的某些电解质在熔化时也能电离出自由离子。
在电场作用下,这些自由离子做定向移动并在两极上分别得失电子,阳离子移向阴极得到电子,阴离子移向阳极交出电子,这样在外电路的导线中有自由电子定向移动形成了电子流。
而在电解质或电解质溶液中只有自由离子分别向两极移动,而没有电子移动。
在离子得失电子的同时,伴随着发生了化学变化。
2.电解与电离有什么区别和联系?电解与电离是两种不同的概念,但它们之间有一定的联系。
电离是指电解质在溶解于水或熔化条件下离解成自由离子的过程。
这过程不需要通电,电离的过程主要是物理变化过程。
电解是指对电解质水溶液或融熔状态的电解质通直流电时、自由离子在两极上发生氧化—还原的过程。
电解时必须通电,电解过程是化学变化过程。
电解质导电的过程,也就是电解的过程。
电离是电解的前提条件,只有电解质先电离出自由离子,通电时才能发生电解。
如对食盐晶体通电,食盐晶体不导电,也不发生电解;如对熔融食盐液体通电,液态食盐导电,同时钠离子在阴极得电子被还原成钠原子,氯离子在阳极交出一电子被氧化成氯原子,又结合成氯分子。
电解食盐水溶液时,得到氯气、氢气和氢氧化钠。
3.用惰性电极电解电解质溶液时溶液的pH变化及电解的类型有如下规律4.原电池、电解(镀)电极名称的确定(1)确定原电池电极名称的方法方法一:根据原电池电极材料的性质确定。
通常是:①对于金属—金属电极,活泼金属是负极,不活泼金属是正极;②对于金属—非金属电极,金属是负极,非金属是正极,如干电池等;③对于金属—化合物电极,金属是负极,化合物是正极,如电池等。
人教版高中化学必修加选修第三册《电解原理》说课稿教案设计2套
《电解原理》说课稿郑文楷一、说教材1、教材内容及分析本节选自全日制普通高级中学教科书(必修加选修)化学(人教版)第三册第四单元《电解原理及其应用》的第一节的内容—电解原理。
电解原理的教学要求为理解层次,通过电解原理的学习,学生要能够领会概念、原理的基本含义,能够解释和说明一些简单的化学问题。
同时这部分知识是历年高考的重要知识点之一,经常考查电极名称的确定、电极反应的书写、电解产物的判断、电解(离子)方程式的书写等,考查涉及的知识范围较宽,有一定的综合度,但难度不大。
2、教材中的地位和作用电解原理属于电化学知识,是中学化学基本理论的重要组成部分,它既涉及到理论知识,又与元素化合物知识密切相关。
学生在高一已经学习了电解质的电离,在高二学习了原电池,知道化学能是如何转变为电能的,因此电解原理是原电池知识的延续,更是研究其应用的基础;在高三第三单元又再次认识了化学反应中的物质变化和能量变化等理论知识,有必要研究电能和化学能的转变关系,从思维的全面、深刻、完整来看,符合人们认识事物的一般规律。
同时电解与物理学科中的电学、能量的转换有密切的联系,体现了学科的交叉与综合。
通过电解原理的学习,可以进一步深化对氧化还原反应、离子反应、原电池、电解质溶液、化学反应中的物质变化和能量变化等知识的认识,发挥理论对工农业实践的指导作用,树立化学与社会生活密切联系的思想。
3、教学目标根据教学大纲和考纲的要求,本课的教学目标设定为三个维度:3.1知识与技能①通过实验探究,掌握电解池的工作原理和形成条件,从而能够区分电解池与原电池②能够正确判断电解池的阴、阳极,并与原电池的正负极区分③能够正确判断电解产物,并能正确书写电极反应、电解方程式3.2过程与方法通过对电解原理的实验探究,培养学生观察、分析、推理、归纳、总结、探究等能力,巩固实验探究的一般方法。
3.3情感态度与价值观①通过分组实验和讨论,体会小组合作学习的乐趣,从而激发学习化学的兴趣②对学生进行环境保护的教育4、教学重、难点(1)根据以上对教材的分析可知:本节课的重点..是电解池的工作原理和形成条件,而电解池的工作原理则是本节的难点..即①电极反应的书写②电解产物的判断③电解(离子)方程式的书写。
高中化学电解原理
高中化学电解原理在高中化学的学习中,电解原理是一个非常重要的知识点。
它不仅是理解电化学相关内容的基础,也在实际生产和生活中有着广泛的应用。
首先,咱们来聊聊什么是电解。
简单来说,电解就是让电流通过电解质溶液或熔融电解质,从而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。
这个过程可不是随便发生的,得有特定的条件。
要实现电解,得有一个外接电源,还得有电解质溶液或者熔融的电解质。
那为什么要有这些呢?外接电源提供了推动反应进行的能量,而电解质溶液或者熔融电解质里含有能够在电场作用下定向移动的离子。
接下来,咱们深入了解一下电解池的结构。
电解池有两个电极,分别是阳极和阴极。
阳极是与电源正极相连的电极,在电解过程中,阳极发生氧化反应;阴极则是与电源负极相连的电极,这里发生的是还原反应。
在电解过程中,离子的移动也是有规律的。
阳离子向阴极移动,阴离子向阳极移动。
这就好像是一场有组织的“迁徙”,它们在电场的作用下,朝着特定的方向前进,去完成各自的“使命”。
比如说,在电解氯化铜溶液的时候,溶液里有铜离子(Cu²⁺)、氯离子(Cl⁻),还有水电离出来的氢离子(H⁺)和氢氧根离子(OH⁻)。
在电场的作用下,铜离子向阴极移动,在阴极得到电子变成铜单质析出;氯离子向阳极移动,在阳极失去电子变成氯气逸出。
再来说说电解的应用。
电解在工业生产中的应用那可真是广泛得很。
比如说电解精炼铜,就是利用电解的原理,把粗铜里的杂质去掉,得到纯度更高的铜。
还有电解饱和食盐水制取氯气、氢气和氢氧化钠。
这个过程中,在阳极氯离子失去电子生成氯气,在阴极水电离出来的氢离子得到电子生成氢气,溶液中就留下了氢氧化钠。
另外,电解在电镀方面也大有用处。
比如说给铁制品镀铜,就是把铁制品放在阴极,铜片放在阳极,用含铜离子的溶液作为电解质,这样就能在铁制品表面镀上一层铜。
总之,电解原理在化学领域中具有极其重要的地位。
它不仅帮助我们理解物质的化学变化,还为工业生产和科技发展提供了强大的理论支持和技术手段。
高中化学知识点详解大全《电解原理》
煌敦市安放阳光实验学校电解原理考点1 电解池的构成和电解的基本原理1.(1)电解的反原理:在时在阴、阳两极发生氧化还原反。
(2)电解池:一种把的装置(3)电解的电路工作原理:导线上(外电路)电子从电源的负极流出经导线流向电解池的阴极,电解池的阳极上产生电子经导线流入电源的正极。
溶液中(内电路)阴离子移向,失去电子,阳离子移向,得到电子。
2.电解池的构成:①、导线②两个电极(金属或非金属导体) ③电解质溶液(或熔融的电解质)特别提醒:电解池的阴阳极由电源的正负级决3.电解原理:以惰性电极(C、Pt)电解CuCl2溶液为例:[例1] 能用电解原理说明的问题是 ( )①电解是电能转变学能;②电解是把化学能转变为电能;③电解质溶液的导电是化学变化,金属的导电是物理变化;④不能自发进行的氧化还原反,通过电解的原理可以实现;⑤任何溶液被电解时必然会导致氧化还原反的发生A.①②③④B.②③⑤ C.③④D.①③④⑤[解析]电解质溶液导电时,溶液中的阴阳离子分别向阳极和阴极移动,在两个电极上得失电子,发生氧化还原, 所以电解质溶液的导电过程就是电解过程,此时电源提供电能,把不能自发进行的氧化还原反转变成现实。
金属的导电只是自由电子的向移动不存在电子得失没有物质产生,是一种物理过程。
【答案】D[方法技巧]组合式选择题可以通过排除法进行选择。
②和①中只有一个说法是正确的,根据电解原理①是正确的。
考点2电极反式的书写及溶液浓度和PH的变化1.离子放电顺序的判断阳离子在阴极得电子顺序与相反Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+阴离子在阳极失电子顺序金属阳极>S2->SO32->I->Br->Cl->OH->高价含氧酸根离子>O2->F特别提醒:要注意在水溶液中有些离子不发生放电2.电极产物的判断阳极:①根据电极的类型(活泼金属和惰性电极金属);②根据顺序.阴极:根据顺序3.用惰性电极电解电解质溶液的规律电解水型:电极反:阴极 4H++4e-=2H2↑;阳极 4OH--4e-=2H2O+O2↑总反式:包括高价含氧酸(H2SO4、HNO3)、强碱[NaOH、Ba(OH)2] 、活泼金属的高价含氧酸盐[Na2SO4、K2CO3、Al2(SO4)3]。
高中化学_电解原理的应用教学设计学情分析教材分析课后反思
①了解电冶金、氯碱工业、电镀、电解精炼的原理②会应用电解原理解决实际问题③通过活动探究,提高学生的实验能力和分析能力电解是最强有力的氧化还原手段,电解法是冶炼金属的一种重要方法。
对于冶炼像Na、Ca、Mg、Al这样活泼的金属我们常选用电解其熔融态的化合物的方法。
这就是电冶金。
【板书】1、电冶金,冶炼活泼金Na/Mg/Al 等。
【投影】工业上常用电解熔融氯化镁的方法制取镁,电解熔融氧化铝的方法制取铝。
【讲述】我们设计的第二个电解池就是工业上制取烧碱的原理,电解饱和食盐水的方法获得烧碱的同时还得到了H2和Cl2,习惯上把这种工业叫做氯碱工业。
【板书】电解饱和食盐水制烧碱、氯气和氢气(氯碱工业)【讲述】这就是氯碱工业的核心原理,实际工业生产中要解决两个问题,a、防止氢气和氯气混合b、阻止OH-进入阳极室,避免氯气和氢氧化钠接触,使产品不纯。
请同学们阅读课本15页化学与技术内容【讲述】不同离子导体的电解池的应用不同,如果电极材料不同,又会怎样呢?请同学们动手做实验,【投影】【活动探究2】填好实验记录。
【点拨】如果从另外一个角度看,上述实验结果相当于在阴极材料锌上镀了一层铜。
【活动探究3】金属换妆大比拼有下列材料:碳棒、银电极、铜电极、导线、硫酸铜溶液、硝酸银溶液、氯化钠溶液,外接直流电源,金属小饰物,请选用合适药品和仪器设计一个装置使小饰物改变容颜,并画出设计草图。
【点拨】这就是电镀的原理,【板书】3、电镀:在金属表面镀上一薄层其他金属【投影】电镀制品分析思考并回答阳极:4OH--4e—=2H2O+O2↑阴极:2Cu2++4e—=2Cu分析并回答:阳极:Zn – 2e- = Zn2+阴极:Cu2+ +2e- =Cu让学生了解更多,拓宽知识面。
通过电解质溶液的转换体会电解原理。
通过电极转换体会电解原理。
学情分析高二学生求知欲望较强,逻辑思维正在日趋发展中,但理论学习上仍学借助感性材料的支持。
对于一些相似的原理、概念的辨别能力还不够,容易产生混淆。
电解反应的机理分析
电解反应的机理分析电解反应是一种化学反应过程,它涉及到电子的转移和离子的移动。
通过电解,我们可以将化学物质分解成离子,并且可以利用离子间的相互作用来合成新的化合物。
在这篇文章中,我将对电解反应的机理进行详细分析。
1. 电解的基本原理电解是通过外加电源施加电压,使得离子在电解质溶液中移动,从而发生化学反应。
电解过程中,正离子向阴极移动,接受电子并还原,而负离子则向阳极移动,失去电子并氧化。
这种移动过程是由于电场力的作用。
离子在电场力下,受到库仑力的作用而移动。
2. 电解反应的机理电解反应的机理可以通过几个基本步骤来解释。
首先,电解质溶液中的离子会受到电场力的作用而移动。
正离子向阴极移动,负离子向阳极移动。
当离子到达电极表面时,它们会与电极发生反应。
在阴极上,正离子接受电子并还原,形成中性物质。
这个过程称为还原反应。
在阳极上,负离子失去电子并氧化,形成中性物质或者释放出气体。
这个过程称为氧化反应。
3. 电解速率与电解条件的关系电解反应的速率取决于多个因素,包括电解质浓度、电场强度和温度等。
较高的电解质浓度会增加离子的浓度,从而增加反应的速率。
较强的电场强度可以加快离子的移动速度,从而增加反应的速率。
温度的增加也可以提高反应速率,因为更高的温度可以增加离子的动力学能量。
4. 应用领域电解反应在许多领域有着广泛的应用。
一个典型的应用是电镀过程,其中金属离子被还原到固体金属表面,形成均匀而有光泽的金属涂层。
另一个应用是电解水制氢,通过电解水溶液可以将水分解成氢气和氧气。
此外,电解还用于工业上的化学品制造、药物合成、废水处理等方面。
通过控制电解反应的条件和电解质的选择,可以实现具有特定结构和性质的产物。
5. 电解反应的限制虽然电解反应在许多方面都有着重要的应用,但是它也存在一些限制。
首先,电解反应通常需要消耗大量的能源,因为电解过程需要外部电源提供电能。
其次,某些化合物的电解并不容易,因为它们需要较高的电势来发生反应。
电解的原理及应用高中
电解的原理及应用高中1. 介绍电解是指将电能转化为化学能的过程,它通过在电解槽中加入电解质溶液,然后通过电流将溶液中的离子分解成原子或分子的形式。
这个过程中会产生正极和负极两个电极,通过电解的方式,将正极和负极之间的离子分解成新的物质,实现化学反应。
电解在日常生活、工业生产以及科学研究中有着广泛的应用。
2. 电解的原理电解的原理基于电解质溶液中的离子分解。
在电解槽中,正极吸引负离子,负极吸引正离子,离子会在电极表面发生氧化还原反应。
正极上的负离子接受电子,发生还原反应;负极上的正离子失去电子,发生氧化反应。
这种离子的分解和重新组合产生了新的物质。
3. 电解的应用3.1 金属电解制备金属电解制备是电解的一种重要应用。
在金属电解制备中,一般使用金属盐溶液作为电解质。
将金属盐溶液放在电解槽中,通过电流作用,将金属离子还原成金属。
这种方法在铜、铝、锌等金属的制备中有着广泛的应用。
3.2 电镀电镀是指通过电解的方式,在物体表面沉积一层金属薄膜来实现外观美化、提高耐腐蚀性以及增加硬度的方法。
在电镀过程中,需要将待镀物作为阴极放入电解槽中,然后通过电流将金属离子还原成金属并沉积在待镀物的表面上。
3.3 电解水电解水是将水通过电解的方式分解成氧气和氢气的过程。
在电解水中,水分子被电解成氧气和氢气,氧气集聚在阳极上,氢气集聚在阴极上。
电解水是制取氢气和氧气的重要方法之一,也被广泛应用于燃料电池的原理和技术研究中。
3.4 药物合成电解在药物合成中也有着广泛的应用。
通过电解的方式,可以选择性地催化药物合成反应,提高反应的速度和产率。
电解在有机合成和无机合成中都有着重要的地位,为药物合成提供了新的方法和途径。
3.5 工业废水处理电解在工业废水处理中也有着重要的应用。
通过电解的方式,可以将废水中的有害物质分解成无害物质,达到废水处理的目的。
这种方法在有机废水处理、重金属废水处理等方面有着广阔的应用前景。
3.6 电解质电池电解质电池是一种能将化学能转化为电能的装置。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
高中化学第三册《电解原理》分析
【本章结构】
相关电化学的知识是无机化学中很重要的知识,它既涉及到理论知识又与元素及其化合物知识密切相关,教材在第二册安排了原电池的知识,研究了化学能是如何转变为电能的,在第一册已经初步介绍了化学反应中的能量变化,在第三册对此又实行了更深层次的研究,故而进一步研究电能是如何转化为化学能是十分必要的,而且,通过化学能和电能的相互转变的学习,能够使学生对氧化还原反应的理解和对化学反应中能量变化的理解更加深刻。
学生能够在老师的指导下,使用所学关于氧化还原反应、化学反应中的能量变化等理论知识学习本单元知识,同时又巩固加深了对这些知识的理解。
能够这么说,学习了本单元知识,学生对电化学的知识才能够理解得比较全面。
所以,本单元内容在整个高中化学中占据了相当重要的位置。
二、本单元结构
第一节《电解原理》是本单元的核心和基础。
本节教材分为两部分。
第一部分电解原理,教材以电解CuCl2溶液为例,介绍了电解原理,从引导学生思考电解质溶液导电与金属导电是否相同入手,采用演示实验的方法,引出新课,然后分析实验现象,判断反应生成了哪些物质,如果把实验4-1、实验4-2、实验4-3改作边讲边实验,则能够更好的培养学生的实验操作水平,团结协作水平和观察水平;通过对实验4-2中通电前后溶液里离子移动的情况的分析、电极上发生反应的分析培养学生的总结归纳水平。
通过电解过程中阴阳离子在两极发生氧化还原反应以及电解前后电解质溶液的变化等内容不失时机地实行辩证唯物主义的教育;在学生理解电解原理的基础上,建立电流强度、时间、电量和电子数之间的联系,即物理和化学学科的联系,以培养学生的综合素质。
第二部分是关于电解原理的一些重要应用,能够培养学生使用知识解决问题的水平。
对电镀工业废水处理的简单介绍,增强学生的环境保护意识。
第二节《氯碱工业》是电解原理的又一实际应用。
通过这个节内容的学习,学生的化学价值观得以进一步培养;通过对电解食盐水的实验培养学生的观察水平、分析归纳水平和利用化学原理解决实际问题的水平;通过阅读教材相关材料培养学生的自学水平;通过对实验现象的观察,掌握观察实验的方法和步骤,准确记录实验现象,准确分析实验现象,探究实验规律的方法。
通过讨论激发学生的求知欲,闪现智慧的火花,培养创新意识。
【教学重点、难点】
教学重点:电解原理、氯碱工业反应原理
教学难点:电解原理、氯碱工业反应原理
【教学建议】
一、课时安排
《电解原理》3课时
《氯碱工业》(学生实验改为边讲边实验)3课时
《单元复习》1课时
《单元检测》1课时
二、具体建议
(一)关于“电解原理”的教学建议
1、在教学中,引导学生实行实验探究,从实验入手,通过对实验现象的观
察和分析得出结论。
能够将实验4-1、实验4-2、实验4-3改为边讲边实
验,让学生边实验、边观察、边分析,充分发挥学生的主体作用;
2、对CuCl2溶液电解和金属导电原理的微观解释可使用计算机辅助教学来
协助学生理解,加深理解;
3、建议补充习题加深对电解原理的理解:要求学生写出用惰性电极电解下
列溶液的电极反应方程式和总反应方程式:①CuCl
、HCl 等②Na2SO4、、
2
NaOH、H2SO4等③NaCl、CuSO4、AgNO3等④熔融的NaCl、NaOH、MgCl2、
Al2O3等。
即时比较原电池和电解池,能够利用下题加深印象:
指出下列装置的名称、电极名称和电极反应情况:
能够与金属的腐蚀和防护联系,进一步巩固和完善相关知识。
能够用下
述例题:下列各装置中都盛有0.1mol/L的NaCl溶液,放置一定时间后,
装置中的四块相同锌片,腐蚀速率由快到慢顺序的是。
4、在学生已经掌握了石墨作电极电解氯化铜溶液原理的基础上,建议将阳
极材料改为铜并要求学生使用氧化还原知识分析阳极、阴极反应;并进
一步深入:如果该铜片混有Ag、Zn、Fe、Au等杂质则阴极阳极反应又
如何?最后要求学生应用电解原理设计实验以提纯含有上述杂质的粗
铜。
并即时归纳在阳极为惰性电极和金属电极(有些参考书称为活性电
极)时的电极反应和电极产物的判断,有条件的学校能够使用计算机根
据学生的设计实行模拟实验,如此不但能使学生对相关原理的理解更加
深刻,并且让学生体验到成就感。
5、学习电镀原理时,相关电镀池的形成条件之一-----电镀液一般用含有镀层
金属离子的电解质-----配成是学生比较
难以接受的知识点,建议在学习了铜的
电解精炼后要求学生思考右图装置的电
极反应,激起学生认知矛盾,进而强调
在这样的条件下Zn2+的放电水平大于H+,
使学生掌握一般用含有镀层金属离子的
电解质溶液作电镀液。
(二)关于“氯碱工业”的教学建议
氯碱工业属于电解原理的又一应用实例,但教学要求为A层次和B层次,教学时在时间分配上要合理,重点讲解电解饱和食盐水的原理,对生产设备
及生产细节不必作过多的讲述,能够采取自学讨论的方法。
1、电解饱和食盐水的反应原理可采用实验探究法,建议将实验4-3改为边讲
边实验。
实验过程中要提示学生观察什么;实验后通过对产物的检验,
充分让学生分析现象,从而归纳得出结论,有条件的学校还能够计算机
模拟通电前后溶液中的离子的移动,电极上发生了什么反应。
这样从宏
观到微观,从现象到本质,使学生对电解饱和食盐水的原理有比较深刻
的理解。
2、离子交换膜法制烧碱部分,建议采用自学讨论法实行教学,但教师要事
先拟好自学提纲:(1)离子交换膜电解槽主要由哪几个部分组成?(2)
电解前如何精制饱和食盐水?
课堂上借助于离子交换膜电解槽的模型,讨论其组成和各部分的作用,分析电解法制烧碱的生产流程和工作原理,借以复习相关知识并使
学生理解化学知识在实际中的重要应用。
3、以氯碱工业为基础的化工生产
本部分内容建议课前布置学生收集相关以NaOH、H2
、、Cl2为原料的化学反应,并指明工业上的用途,并在课堂上实行交流,这样既能够充分调
动学生的主动性和积极性,激发学生智慧的火花,体现学习的协作精神。
【问题讨论】
电解产物的判断:电解的产物首先决定于在阳极、阴极放电的离子。
当电解
水溶液时,电解液中除了电解质的阳、阴离子外,还有水电离出来的H +和OH -,它们也分别移向阴阳两极。
这样在阴极或阳极上就有几种离子可能放电,究竟哪一种离子放电,不但取决于它们的电极电位,还取决于离子浓度大小。
此外,如果电解时用的不是惰性电极而是用Cu 、Zn 、Fe 等金属电极,那么电极也能够参加反应。
再有当电解产物为气体时,电极材料的不同也会对放电有不同的影响,这就增加了电极反应的复杂性。
即使如此,因为阳极上实行的是氧化反应,反应的必然是容易给出电子的物质,也就是把各种因素考虑在内以后放电的是电极电位代数值较小的物质。
在阴极上实行的是还原反应,放电的必然是容易获得电子的物质,即电极电位代数值较大的物质。
现在以石墨为电极,以电解硫酸钠溶液为例。
电解液中存有的离子有Na +、H +、OH -和SO 42-通电后,Na +、H +向阴极移动,虽然氢离子浓度很小,它的电极电位代数值比其标准电极电位小,但仍不可能小于钠的电极电位,所以在阴极放电的是H +:2H ++2e -==H 2
在阳极上,OH -和SO42-的反应分别为:
2SO 42-—2e - S 2O 82- ψº(S 2O 82-/ SO 42-)=+2.05V
4OH -—4e -=O 2+2H 2O ψº(O 2/OH -)=+0.401V
考虑到离子浓度的影响,ψ(O 2/OH -)=ψº(O 2/OH -)+{}
4)(1lg 4059.0-OH C 在Na 2SO 4溶液中,C (OH -)能够认为是1×10-7mol/l ,此时氧的电极电位应为:ψ(O 2/OH -)=0.401V-0.059lg10-7V =+0.814V
即使把放电受阻的因素考虑进去,总的结果仍然是
ψ(O 2/OH -)<ψ(S 2O 82-/ SO 42-),所以阳极产物是O 2(OH -放电的产物)。
由此可知,受电流作用实行分解的不是Na 2SO 4而是H 2O 。
【参考资料】
《无机化学》 华东师范大学编
《分析化学》 东北师大等编
《教师教学用书》 人民教育出版社化学室编著
练习推荐:
1、 用石墨电极电解pH =3的稀硫酸50ml ,通电一小时后停止电解。
此时测
得溶液的pH=2。
已知每个电子所带电量为1.6×10-19C ,求:(1)电路中的电流强度是多少?(2)阴阳极产生的气体体积(标准状况下)是多少?
2、 工业上用立式隔膜电解槽电解饱和食盐水制取氯气和烧碱时,要用石棉绒
隔开阴、阳两极。
现在将用如下图装置电解饱和食盐水。
烧杯中的搅拌子在搅拌器的作用下持续的旋转搅拌,使其充分混合。
当用石墨棒为阳极,
铁棒为阴极实行电解时:
(1)开动电磁搅拌器前的电解反应方程
式是,若共
收集到标准状况下的气体22.4L,则
另一种产品的物质的量为
(2)开动电磁搅拌器后,阴极电极反应式
为
阳极电极反应式
为。
(3)搅拌后溶液中发生反应的离子方程式
是。
(4)电解总反应方程式是。